Wie lässt sich großer Arbeitsspeicher in Raumfahrtcomputern mit einer robusten Fehlerbehandlung verbinden? Wissam Mouallem, Sales Director bei 3D PLUS, stellt in unserem Interview von der Space Tech Expo Europe 2025 ein DDR4-SDRAM-Modul mit 80-Bit-Schnittstelle vor. Nach unseren Gesprächen mit ihm über COMBO und MNEMOSYNE betrachten wir damit einen anderen Teil der Speicherarchitektur: flüchtigen Verarbeitungsspeicher für Prozessor- und FPGA-Systeme.
Im Mittelpunkt steht das DDR4-Modul 3D4D64G80LB2860. Es ist als 1G × 80 Bit organisiert und nutzt zehn DDR4-Bausteine mit jeweils 8 Gbit. Davon entfallen 64 Bit pro Speicherwort auf Nutzdaten und weitere 16 Bit auf zusätzliche Prüfinformationen für Error-Correcting Codes (ECC). Damit stehen 64 Gbit, also 8 GB, als Nutzspeicher zur Verfügung; die zusätzlichen 16 Gbit dienen der ECC-Redundanz. Die nominelle physische Speicherorganisation umfasst entsprechend 80 Gbit.
Das Modul ist in einem BGA-363-Gehäuse untergebracht. 3D PLUS nennt eine Datenrate von bis zu 2400 MT/s, eine DDR4-Betriebsspannung von 1,2 V sowie für die entsprechende Ausführung einen Betriebstemperaturbereich von −55 bis +105 °C. Die Datenrate bezeichnet Übertragungen pro Sekunde, nicht eine pauschal garantierte Anwendungsbandbreite. Zur DDR4-Produktfamilie gehören weitere Baugruppen mit 16 bis 64 Gbit und x48-, x72- oder x80-Schnittstellen.
Die zusätzlichen 16 Leitungen schaffen Raum für erweiterte Fehlerkorrektur. Ob und welche Bitfehler tatsächlich erkannt oder korrigiert werden, entscheidet jedoch das Zusammenspiel aus Speicherorganisation, Controller, ECC-Verfahren und Systemkonfiguration. Eine 80-Bit-Schnittstelle allein beseitigt keine durch Strahlung ausgelösten Speicherfehler.
3D PLUS bietet deshalb den Radiation Intelligent Memory Controller (RIMC, 3DIPMC0815) als ergänzenden DDR4-Controller-IP-Core an. Nach Herstellerangaben unterstützt er unter anderem ECC-Funktionen sowie die Behandlung von Single Event Upsets (SEU) und Single Event Functional Interrupts (SEFI). Hinzu kommt ein DDR4-Terminierungsregler (3DPM0424) zur Versorgung des VTT-Abschlussnetzes. Speicher, Fehlerbehandlung und elektrische Schnittstelle müssen als zusammenhängender Entwurf betrachtet werden.
Mouallem verweist im Interview auf das Microchip-Ökosystem für die nächste Generation der Raumfahrtverarbeitung. Gemeint ist der PIC64-HPSC (High-Performance Spaceflight Computing), ein 64-Bit-Mikroprozessor auf RISC-V-Basis, kein FPGA. Microchip führt 3D PLUS ausdrücklich als Komponentenanbieter in seinem PIC64-HPSC-Ökosystem und nennt die 80-Bit-DDR4-Speicherlösung für erweiterte Fehlerkorrektur.
Das ist eine konkrete Systemreferenz: Für PIC64-HPSC sind 72-Bit- und optionale 80-Bit-DDR-Schnittstellen vorgesehen. Die 80-Bit-Option kann neben Mehrbitfehlerkorrektur auch Schutzmechanismen gegen den Ausfall eines Speicherchips ermöglichen. Welche Schutzwirkung ein reales Design erzielt, hängt von der vorgesehenen ECC-Konfiguration ab. Daneben kann DDR4 von 3D PLUS auch in anderen geeigneten Prozessor- oder FPGA-Architekturen eingesetzt werden; die individuelle Controller- und PHY-Kompatibilität muss dabei geprüft werden.
Für die DDR4-Produktfamilie nennt 3D PLUS unter anderem eine Total Ionizing Dose (TID) von mehr als 100 krad(Si) und eine Latch-up-Schwelle (SEL) oberhalb von 62,8 MeV·cm²/mg. Das sind vom Hersteller veröffentlichte Kennwerte unter bestimmten Prüfbedingungen, keine generelle Aussage über die Fehlerfreiheit einer kompletten Speicherbaugruppe im Orbit. Gerade SEU- und SEFI-Verhalten, Fehlerkorrektur, Speicher-Scrubbing und das Wiederanlaufverhalten müssen im Gesamtsystem betrachtet werden.
Für eine konkrete Beschaffung sind die genaue Teilenummer, die Datenblattrevision, Temperaturbereich und das gewählte Screening- beziehungsweise Qualifikationsniveau maßgeblich. 3D PLUS bietet unterschiedliche Qualitätsoptionen an. Entwickler sollten außerdem Signal- und Power-Integrity, Pinbelegung, thermische Einbindung sowie die Zusammenarbeit von DDR4-Modul, PHY und Controller verifizieren.
Die aktuelle Interviewserie mit Wissam Mouallem zeigt drei unterschiedliche Aufgaben im Raumfahrtcomputer: COMBO verwaltet FPGA-Boot- und Konfigurationsimages, MNEMOSYNE hält nichtflüchtige Daten wie Konfigurationsinformationen oder Bootcode ohne Stromversorgung vor, und DDR4 stellt schnellen flüchtigen Arbeitsspeicher für laufende Datenverarbeitung bereit. Diese Funktionen können innerhalb einer Systemarchitektur relevant sein, ohne dass damit eine konkrete gemeinsame Produktintegration behauptet wird.
Die technischen Eigenschaften der 80-Bit-Variante haben wir bereits in einem früheren MSA-Fachbeitrag vorgestellt. Im Interview geht es jetzt besonders um den Zusammenhang von Busbreite, Fehlerkorrektur und dem zugehörigen Space-Computing-Ökosystem.
3D PLUS ist vom 17. bis 19. November 2026 unser Co-Aussteller auf der Space Tech Expo Europe in Bremen. Besuchen Sie das 3D-PLUS-Team in Halle 5, Stand F11, um DDR4, Speicherarchitekturen und Strahlungsanforderungen direkt zu besprechen.
Auch unser erweitertes Team mit Kolleginnen und Kollegen von MSA Components und Hi-Rel Solutions by Steliau Technology ist dort für technische Fragen und konkrete Projektanforderungen erreichbar.
Vereinbaren Sie ein Fachgespräch mit unserem Team in Bremen:
SPACE TECH EXPO EUROPE 2026
Discuss your project in person with our sales team, from component selection to design-in. We will set aside 30 minutes for you.
SPACE TECH EXPO EUROPE
Besprechen Sie Ihr Projekt persönlich mit unserem Vertriebsteam, von Bauteilauswahl bis Design-in. Wir nehmen uns 30 Minuten Zeit.
PERSÖNLICHE BERATUNG
Von der Bauteilauswahl bis zum Design-in: Unser Vertriebsteam berät Sie persönlich, telefonisch, per Videokonferenz oder vor Ort. Wir nehmen uns 30 Minuten Zeit.